人教版必修一化学第三章 第一节第1课时和第2课时教案

第一节金属的化学性质

第1课时金属与非金属的反应

[学习目标定位] 1.熟悉金属的存在形态、物理共性，能从金属的原子结构分析金属具有还原性。2.会用实验的方法探索钠、铁分别与氧气的反应，正确描述反应现象，会写反应方程式。

新知导学

一、金属的通性

1．金属的物理通性

2．金属的化学性质

归纳总结

(1)金属原子的最外层电子数一般少于4个，在化学反应中易失去电子，表现还原性，作还原剂。

(2)金属活泼性的强弱取决于金属原子失去电子的难易程度(失去电子能力的大小)，与金属原子失去电子的个数无关。

例1下列关于金属的叙述正确的是(B)

A．金属都是银白色的固体，都具有较高的硬度和密度

B．金属一般具有良好的导电性、导热性和延展性

C．金属单质都可以和酸发生置换反应产生氢气

D．钠原子在反应中失去1个电子，铝原子失去3个电子，所以铝比钠活泼

例2相同物质的量的钠、镁、铝三种金属分别与足量的盐酸反应：

(1)反应剧烈程度最大的是________；

(2)完全反应后，产生氢气最多的是________；

(3)相同条件下，三种金属产生氢气的体积比是______。

答案(1)钠(2)铝(3)1∶2∶3

解析(1)金属与酸反应的剧烈程度取决于金属的活动性，金属的活动性越强，与酸反应就越剧烈，所以钠与酸反应的剧烈程度最大，剧烈程度最小的是铝。

(2)相同物质的量的三种金属中，钠失去电子数最少，铝失去电子数最多，所以铝产生的氢气的量最多。

(3)因为1 mol钠可转移1 mol电子，1 mol镁可转移2 mol 电子，1 mol铝可转移3 mol电子，所以相同物质的量的三种金属钠、镁、铝转移电子的物质的量之比为1∶2∶3(即它们呈现的化合价之比)，在相同条件下产生氢气的体积比为1∶2∶3。

思维启迪

(1)金属活动性顺序表中氢以前的金属能与非氧化性酸(稀盐酸或稀硫酸)反应，生成盐和氢气。金属的活泼性越强，与酸反应就越剧烈。

(2)金属与酸发生置换反应的实质是金属与酸电离出的H＋之间的反应，金属失去电子被氧化，H＋得到电子被还原。

二、金属与非金属的反应

1．钠与氧气的反应

新切开的钠具有银白色的金属钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火

归纳总结

(1)钠是一种硬度小、熔点低的银白色金属，在空气中极易被氧化，实验室保存钠时应与空气隔绝，通常保存在煤油中。

(2)钠在常温下与氧气反应生成氧化钠，在加热或点燃时生成过氧化钠，由此可知，钠与氧气反应，反应条件不同，其产物不同。

例3等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在氧气中(常温下)充分反应，则下列说法正确的是()

A．第一块钠失去电子多

B．两块钠失去电子一样多

C．第二块钠的生成物质量最大

D．两块钠的生成物质量一样大

答案B

解析

钠与氧气反应，常温下生成氧化钠，加热条件下生成过氧化钠，生成物与氧气的用量无关。 2．金属与氯气、硫的反应 写出下列反应的化学方程式：

(1)钠在氯气中燃烧_______________________________________________________； (2)铝与硫蒸气反应_______________________________________________________； (3)铁在氯气中燃烧_______________________________________________________； (4)铁与硫蒸气反应_______________________________________________________； (5)铜在氯气中燃烧_______________________________________________________； (6)铜与硫蒸气反应_______________________________________________________。 答案 (1)2Na ＋Cl 2=====点燃

2NaCl (2)2Al ＋3S=====△

Al 2S 3 (3)2Fe ＋3Cl 2=====点燃2FeCl 3 (4)Fe ＋S=====△

FeS (5)Cu ＋Cl 2=====点燃CuCl 2 (6)2Cu ＋S=====△Cu 2S

归纳总结

(1)变价金属与氯气反应生成高价金属氯化物。 (2)变价金属与硫反应生成低价金属硫化物。

例4 类比法是研究物质性质的常用方法之一，可预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列有关类比推测的说法正确的是( )

A ．已知Fe 与S 能直接化合生成FeS ，推测Cu 和S 可直接化合生成CuS

B ．已知Cu 与Cl 2能直接化合生成CuCl 2，推测Fe 与Cl 2可直接化合生成FeCl 2

C ．已知Fe 与CuSO 4溶液反应，推测Fe 与AgNO 3溶液也能反应

D ．已知Al 能与O 2生成致密氧化膜保护金属，推测Fe 也与O 2生成氧化膜保护金属 答案 C

解析 Cu 与S 反应生成Cu 2S ；Fe 与Cl 2化合生成FeCl 3；Fe 在潮湿空气中生成Fe 2O 3，比较疏松，不能保护内部金属。

学习小结

金属具有还原性，能与非金属(氧气、氯气、硫等)反应：

达标检测

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)常温下，金属都是银白色的固体，易导电传热(×)

(2)金属原子最外层电子数一般少于4，在反应中易失去电子(√)

(3)金属单质在氧化还原反应中只作还原剂(√)

(4)金属元素只有正化合价，没有负化合价(√)

(5)常温下，钠与氧气反应生成淡黄色固体(×)

(6)钠与氧气反应时，条件不同，产物也不同(√)

(7)1 mol 钠无论生成氧化钠、过氧化钠还是它们的混合物，都转移N A个电子(√)

(8)物质的量相同的铁粉分别与过量的氯气和硫反应，转移的电子数相同(×)

2．用流程图示的方法可以清楚反映物质之间的转化关系。如Na→乙→NaOH→NaCl，则在常温下，上述转化关系内的物质乙是(B)

A．Na2O2B．Na2O

C．NaCl D．Na2CO3

3．下列金属在常温下能形成致密的氧化物薄膜，从而能保护内层金属的是(B)

A．铜B．镁C．铁D．钠

4．关于钠的说法正确的是(D)

A．熔点很高

B．在空气中燃烧生成氧化钠

C．银白色金属，硬度大

D．在空气中燃烧时产生黄色火焰

5．下列关于金属性质的叙述中正确的是(C)

A．钠与氧气反应时，产物是由氧气的用量决定的

B．铁在纯氧中可剧烈燃烧，生成Fe2O3

C．点燃镁条之前，应先用砂纸打磨

D．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁

6．以下是有关金属与酸的反应，请填写下列空白：

(1)分别取0.1 mol铝、铁与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________。

(2)分别取W g铝、铁与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________。

(3)若产生相同物质的量的氢气，所需铝、铁的质量比是________。

答案 (1)3∶2 (2)19∶1

28

(或28∶9) (3)9∶28

解析 相同物质的量的铝、铁分别与足量的盐酸反应时，产生氢气的体积比等于铝、铁呈现的化合价之比，即3∶2；相同质量的铝、铁分别与足量盐酸反应时，失去电子的物质的量之比为????127×3∶????1

56×2＝19∶1

28＝28∶9，即为产生氢气的体积比。

[课时对点训练]

题组一 金属的通性

1．下列关于金属的叙述中正确的是( B ) A ．常温下所有的金属都是固态 B ．金属具有导电、导热和延展性 C ．金属都具有较高的硬度和密度 D ．金属都具有较高的熔点和沸点

2．下列关于金属元素的叙述不正确的是( B ) A ．金属元素的单质在反应中只能失去电子 B ．金属元素的阳离子只具有氧化性

C ．同一金属元素在不同化合物中的化合价可能相同

D ．根据金属与酸反应置换氢的难易可比较金属的活泼性

3．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示三种金属被人类开发利用的大致年代，之所以有先后，主要取决于( D )

A ．金属的导电性强弱

B ．地壳中金属元素的含量多少

C ．金属的化合价高低

D ．金属的活动性强弱

4．常言“真金不怕火炼”从化学的角度对这句话的理解正确的是( B ) A ．金的熔点很高，难于熔化 B ．金的化学性质稳定，不易变质 C ．金越进行冶炼，其纯度越高 D ．金的硬度大，高温下难于变形

题组二 金属与氧气的反应

5．(2017·广州高一测试)取一块金属钠放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是( D )

①金属先熔化 ②在空气中燃烧，放出黄色火花 ③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体 A ．①② B ．①②③ C ．①③

D ．①④⑤

6．2.3 g 纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g 固体，由此判断其产物是( C ) A ．只有氧化钠 B ．只有过氧化钠 C ．氧化钠和过氧化钠

D ．无法确定

7．一小块金属钠长时间置于空气中，可能有下列现象：①变成白色粉末；②变暗；③变成白色固体；④变成液体。这些现象出现的先后顺序是( B ) A ．①②③④ B ．②③④① C ．②③①④ D ．③②④①

答案 B

解析 Na 在空气中放置的变化过程为Na ――→O 2

Na 2O(变暗)――→H 2O

NaOH(白色固体)――→H 2O

潮解表面形成溶液――→CO 2

Na 2CO 3·10H 2O(白色固体)――→风化

Na 2CO 3(白色粉末)。

题组三 金属与非金属反应的综合

8．关于钠的叙述中，正确的是( B ) A ．钠是银白色金属，硬度很大 B ．钠燃烧时发出黄色火焰

C ．金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠

D ．金属钠的熔点很高

9．下列说法不正确的是( B )

A ．钠保存在煤油里的原因之一是它极易与氧气反应

B ．镁的化学性质活泼，在空气中不能稳定存在

C ．铜丝在空气中加热表面可生成黑色的氧化铜

D ．铝在自然界中只能以化合态的形式存在 10．下列说法正确的是( D )

A ．将金属钠置于空气中加热产生白色的氧化钠

B ．镁条不易被点燃是因为镁与空气中的氧气不反应

C ．铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射

D ．钠与氧气反应，本身作还原剂

题组四 金属与酸的反应

11．废旧计算机的某些部件含有Zn 、Fe 、Cu 、Ag 、Pt(铂)、Au(金)等金属，经物理方法初步处理后，与足量稀盐酸充分反应，然后过滤。则剩余的固体中不含有的金属是( B )

A ．Cu 、Ag

B ．Fe 、Zn

C ．Pt 、Cu

D ．Ag 、Au

答案 B

解析 铁、锌能与盐酸反应，而铜、银、铂、金不能与盐酸反应，故剩余的固体中不含有铁、锌。 12．同温同压下，相同物质的量的铝、铁分别与足量盐酸反应时，放出氢气的体积比是( C ) A ．1∶1 B ．3∶1 C ．3∶2 D ．2∶3

答案 C

解析 金属与酸反应时产生氢气的体积之比等于反应中转移的电子的物质的量之比。相同物质的量的铝、铁分别与足量的盐酸反应时，产生氢气的体积比等于铝、铁呈现的化合价之比，即3∶2。 13．将11.5 g 钠、9 g 铝、28 g 铁分别投入200 mL 1 mol·L －1

的盐酸中，下列说法正确的是( A )

A ．钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多

B ．铝与盐酸反应的速率仅次于钠，但产生的气体最多

C ．铁与盐酸反应产生的气体比钠多

D ．反应结束时产生的气体一样多 答案 A

解析 反应的剧烈程度由金属的活动性决定，即钠与盐酸反应最剧烈，其次是铝，钠、铝、铁的物质的量分别为12 mol 、13 mol 、1

2 mol ，盐酸的物质的量为0.2 mol ，盐酸与三种金属反应时均不足，所以铝和

铁与盐酸反应时生成的氢气一样多，均为0.1 mol ，但钠消耗完盐酸后，可以与水继续反应生成氢气，所以钠与盐酸反应产生的气体最多。

[综合强化]

14．计算填空：

(1)分别取W g 钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是__________。 (2)分别取0.1 mol 钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________。 (3)若产生相同物质的量的氢气，所需钠、铁、铝的质量比是________。

(4)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、铁、铝三种金属的物质的量之比是________。 答案 (1)123∶128∶1

9

(2)1∶2∶3 (3)23∶28∶9 (4)6∶3∶2

解析 (1)W g 钠、铁、铝的物质的量分别为W 23 mol 、W 56 mol 、W

27 mol ，由钠、铁、铝分别与足量的盐酸

反应的化学方程式：2Na ＋2HCl===2NaCl ＋H 2↑；Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑；2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑，得到关系式：2Na ～H 2，Fe ～H 2,2Al ～3H 2，所以W g 钠、铁、铝生成氢气的体积比为W 46∶W 56∶W 18＝123∶128∶1

9

；同理可得到(2)、(3)、(4)的结果。

15．在实验室里为了研究钠的性质，做了如下实验：

(1)取用浸没在煤油中的金属钠的操作方法是____________________________________

________________________________________________________________________。

(2)如图1所示，在平底烧瓶的底部有一块钠，平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到________________，发生反应的化学方程式为______________________________ ________________________________________________________________________。

(3)某班同学用如图2所示装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管，点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。

上述实验过程中发生反应的化学方程式为_____________________________________ ________________________________________________________________________。

实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1

5，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于

瓶内空气体积的1

5。下列对这两种现象解释合理的是______(填序号)。

①甲同学可能使用钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完 ②甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内 ③乙同学可能没夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出 ④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出

答案 (1)用镊子取出钠块，用滤纸吸干钠块表面的煤油，在玻璃片或表面皿上用小刀切去表面的氧化膜，再切下一小粒备用，剩余的金属钠包括碎屑都必须放入原试剂瓶中 (2)钠表面变暗，气球膨胀 4Na ＋O 2===2Na 2O (3) 2Na ＋O 2=====点燃

Na 2O 2 ①②③④

解析 (2)钠与空气中的氧气反应生成氧化钠，使钠表面变暗，同时烧瓶内压强降低，气球会膨胀。(3)若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进水量少于容器内空气体积的1

5，结果偏低；若瓶塞未塞紧，钠熄灭

冷却，瓶内气体收缩，外面的空气会进入瓶内，使气体得到补充，造成结果偏低；若弹簧夹未夹紧，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，使部分气体从导管口逸出，造成结果偏高；若插入燃烧匙太慢，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，在塞紧瓶塞前，瓶内部分气体从瓶口逸出，造成结果偏高。

第2课时 金属与水的反应

[学习目标定位] 1.会描述钠与水反应的实验现象，能正确书写化学方程式和离子方程式。2.通过实验完成铁与水蒸气的反应，会检验生成物和书写反应方程式。3.通过实验，培养科学严谨的习惯，增强安全意识。

新知导学

一、钠与水的反应

1．实验探究

2.实验结论

钠与水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气，还原剂是钠，氧化剂是水，反应的实质是钠与水电离出的H＋反应。

(1)化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

(2)离子方程式是2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。

归纳总结

(1)钠与水反应之前，要用滤纸吸干钠块表面的煤油，可防止钠与水反应放热而造成煤油燃烧。

(2)钠与水反应现象记忆口诀：钠浮于水熔成球；球儿闪亮四处游；有“嘶”声儿溶液红。

例1将0.2 mol金属钠投放到10 mL 1 mol·L－1盐酸中：

(1)反应的化学方程式是____________________________________________________。

(2)反应完全后在标准状况下产生氢气的体积是________________________________。

答案(1)2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑、2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(2)2.24 L

解析盐酸的物质的量是0.01 L×1 mol·L－1＝0.01 mol<0.2 mol，钠过量。钠与盐酸反应，不仅要考虑钠与盐酸反应产生氢气，而且要特别注意在钠过量时，与水反应也会产生氢气，所以0.2 mol钠完全反应，产生氢气0.1 mol，在标准状况下体积为0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L。

思维启迪

(1)钠与酸反应时先与酸中的H＋反应。

(2)如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。

(3)钠与酸反应比与水反应剧烈。

例2将小块钠投入到硫酸铜的稀溶液中：

(1)观察到的现象是________(填序号)。

①钠浮于液面上②熔化成小球③发出“嘶嘶”的响声，放出气体④有蓝色沉淀产生⑤析出大量红色的铜

(2)用离子方程式解释实验现象：_____________________________________________

________________________________________________________________________。

答案(1)①②③④(2)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；2OH－＋Cu2＋===Cu(OH)2↓(或2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑)

解析钠投入到硫酸铜溶液中，钠浮于液面，熔化成小球并不断游动，发出“嘶嘶”的响声，有气体放出，钠与水反应生成的氢氧化钠与硫酸铜反应，有氢氧化铜蓝色沉淀生成；反应的离子方程式为2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑。

思维启迪

(1)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应，只发生钠与水的反应(注意：若为饱和盐溶液时，因水的消耗会有固体析出)。

(2)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应，则会发生两个反应，如钠与硫酸铜溶液的反应：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；

2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。

二、铁与水蒸气的反应

1．实验探究

用小试管收集一试管气体，点燃，听到用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣

2.问题思考

(1)铁与水蒸气的反应实验中，湿棉花的作用是加热时可产生水蒸气，与铁粉反应生成氢气。

(2)铁与水蒸气反应，日常生活中能用铁壶烧水是_因为铁只能在高温下与水蒸气反应，与冷水、热水都不能反应。

例3某同学欲在实验室中完成铁与水蒸气反应的实验，装置如图甲、乙。

已知B 中放入的是铁粉与石棉绒的混合物，C 中放的是干燥剂，E 为酒精喷灯，G 为带有铁丝网罩的酒

精灯。

对比两装置，回答下列问题：

(1)如何检查乙装置的气密性？_______________________________________________。 (2)乙装置中湿沙子的作用是_________________________________________________。 (3)B 处发生反应的化学方程式为_____________________________________________。

(4)该同学认为在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体，装置H 必不可少，H 的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)对比甲、乙两装置的B 和K ，B 的优点是__________________________________ ________________________________________________________________________。

答案 (1)向H 中加入水没过导管口，连接好装置，微热K ，若H 中导管口出现气泡，停止加热后导管中出现水柱，证明气密性良好(其他合理答案也可) (2)提供水蒸气

(3)3Fe ＋4H 2O(g)=====高温

Fe 3O 4＋4H 2 (4)干燥氢气，降低氢气中水蒸气的含量

(5)使用石棉绒，增大水蒸气与铁粉的接触面积，使反应充分进行

三、物质的量在化学方程式计算中的应用

1．化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 2CO ＋O 2=====点燃

2CO 2 化学计量数 2 1 2 扩大N A 倍 2N A N A 2N A 物质的量 2 mol 1_mol 2_mol 质量 56 g 32_g 88_g 标况下气体体积 44.8 L 22.4_L 44.8_L 结论：

(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其粒子数目之比，等于其物质的量之比。 (2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其体积之比。

2．物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤

例如：2Na ＋ 2H 2O===2NaOH ＋ H 2↑

2×23 g 2 mol 2 mol 22.4 L m (Na) n (H 2O) n (NaOH) V (H 2) 则有2×23 g m (Na )＝2 mol n (H 2O )＝ 2 mol n (NaOH )＝22.4 L V (H 2)

特别提示

(1)单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。

(2)如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。

例4 把6.5 g 锌加入到50 g 20%的稀硫酸中，在标准状况下产生的氢气体积是________。 答案 2.24 L

解析 设6.5 g 锌完全反应需要硫酸的质量为x ，则有 Zn ＋ H 2SO 4 === ZnSO 4 ＋ H 2↑ 65 98 6.5 g x x ＝98×6.5 g 65

＝9.8 g

因为9.8 g<50 g ×20%＝10 g ，硫酸过量，根据锌的量进行计算。 Zn ＋ H 2SO 4 === ZnSO 4 ＋ H 2↑ 65 g 22.4 L 6.5 g V (H 2) V (H 2)＝22.4 L ×6.5 g

65 g

＝2.24 L 。

例5 已知：①碳酸钠高温下不分解；②碳酸氢钠受热发生分解反应：2NaHCO 3=====△

Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19 g ，完全反应后固体质量减轻了 3.1 g ，求：

(1)原混合物中碳酸钠的质量是________ g 。

(2)在剩余固体中，加入过量盐酸，反应后放出二氧化碳的体积(标准状况)是________ L 。 答案 (1)10.6 (2)3.36

解析 (1)设混合物中碳酸氢钠的质量为m ，则： 2NaHCO 3=====△

Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑ 质量减少Δm 168 g 106 g 62 g m 3.1 g 故m ＝3.1 g 62 g

×168 g ＝8.4 g ，

则碳酸钠的质量为19 g －8.4 g ＝10.6 g 。

(2)剩余固体为碳酸钠，质量为19 g －3.1 g ＝15.9 g ， 物质的量为

15.9 g

106 g·mol －1

＝0.15 mol ，

根据碳原子守恒可知，生成二氧化碳的物质的量为0.15 mol ， 标准状况下的体积为0.15 mol ×22.4 L·mol －

1 ＝3.36 L 。

学习小结

达标检测

1．分别将0.2 mol 的钠、镁、铝投入500 mL 浓度为0.2 mol·L －1

的盐酸中，生成氢气的质量比为( D )

A ．1∶2∶3

B ．1∶1∶1

C ．3∶2∶1

D ．2∶1∶1

答案 D

解析 盐酸的物质的量为0.5 L ×0.2 mol·L －

1＝0.1 mol ，与镁、铝充分反应后均可产生氢气0.05 mol ，而过量的钠还可跟水反应放出氢气，0.2 mol 的钠产生氢气0.1 mol 。 2．钠的下列性质中与钠和水反应时的现象无关的是( C ) A ．钠的熔点较低 B ．钠的密度小于水 C ．钠的硬度较小 D ．钠的还原性强

答案 C

解析 钠浮在水面上是其密度比水小；钠熔化是其熔点很低，与水反应放出的热量让其熔化；钠与水反

应比较剧烈是其还原性很强；硬度大小与反应现象无关。 3．下列关于铁与水蒸气反应的叙述不正确的是( D ) A ．是氧化还原反应 B ．铁是还原剂

C ．需在高温条件下进行

D ．产物是氧化铁和氢气

答案 D

解析 在高温下，铁与水蒸气发生的置换反应是氧化还原反应，生成四氧化三铁和氢气，铁作还原剂。 4．已知甲、乙、丙三种金属只有乙能与酸溶液反应产生氢气，而将金属丙投入到金属甲的盐溶液中，能观察到金属丙的表面有金属甲析出。则下列关于金属甲、乙、丙的金属活动性顺序排列正确的是( A ) A ．乙＞丙＞甲 B ．甲＞丙＞乙 C ．乙＞甲＞丙 D ．甲＞乙＞丙

答案 A

解析 乙能与酸溶液反应产生氢气，乙活动性最强；将金属丙投入到金属甲的盐溶液中，丙的表面有金属甲析出，丙活动性强于甲，则甲、乙、丙的金属活动性顺序排列为乙＞丙＞甲。

5．(2017·合肥高一检测)0.56 g 氧化钙恰好与20 mL 盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是( D ) A ．0.10 mol·L －

1 B ．0.20 mol·L －

1 C ．0.50 mol·L －1 D ．1.00 mol·L －

1

答案 D

解析 CaO ＋2HCl===CaCl 2＋H 2O 56 g 2 mol

0.56 g c (HCl)×20×10－

3 L 则：56 g 0.56 g ＝ 2 mol c (HCl )×20×10－3 L

解得c (HCl)＝1.00 mol·L －

1。

6．将8 g 铁片放入100 mL 硫酸铜溶液中，溶液中的铜离子全部被还原时，固体质量变为8.2 g ，则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为( B ) A ．0.5 mol·L －

1 B ．0.25 mol·L －

1 C ．0.025 mol·L －1 D ．0.125 mol·L －

1

答案 B

解析 Fe ＋CuSO 4===FeSO 4＋Cu Δm 1 mol 8 g n (CuSO 4) (8.2－8) g n (CuSO 4)＝1 mol ×0.2 g

8 g ＝0.025 mol ，

c (CuSO 4)＝0.025 mol 0.1 L

＝0.25 mol·L －

1。

7．有A 、B 、C 三种常见的金属单质，A 在空气中燃烧生成淡黄色固体；B 也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光；C 在一定条件下与水蒸气反应生成氢气和一种黑色固体。根据以上信息回答下列问题：

(1)写出化学式：A ．________；B.________；C.________。 (2)写出化学方程式：

①A 在空气中燃烧____________________________________________________________； ②C 与水蒸气反应____________________________________________________________； ③A 与水反应________________________________________________________________。 答案 (1)Na Mg Fe (2)①2Na ＋O 2=====△

Na 2O 2 ②3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2 ③2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑

解析 根据现象可推断：A 为钠，B 为镁，C 为铁，淡黄色固体为过氧化钠，黑色固体为四氧化三铁。

K E

课时[对点训练]

题组一 钠与水的反应

1．将一块金属钠投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中，甲同学认为可观察到下列现象，其中正确的有( C )

①钠投入水中，先沉入水底，后浮出水面 ②钠立即与水反应，并有气体产生 ③反应后溶液变红 ④钠熔成闪亮的小球 ⑤小球在水面上四处游动 ⑥有“嘶嘶”的响声发出 A ．①②③④ B ．②③④⑤ C ．②④⑤⑥ D ．③④⑥

答案 C

解析 钠的密度比水小，熔点低，与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，使紫色石蕊溶液变蓝，现象总结为浮水面、熔小球、乱游动、嘶嘶响、溶液变蓝。

2．将2.3 g 钠投放到97.7 g 水中，所得溶液中溶质的质量分数为( D ) A ．2.3% B ．小于2.3% C ．4% D ．大于4%

答案 D

解析 与水反应，溶质为氢氧化钠，质量为4 g ，但是由于反应时有气体放出，溶液质量小于100 g ，质量分数大于4%。

3．将一小块钠投入到盛有氯化镁溶液的试管里，不可能观察到的现象是 ( C ) A ．熔成小球并在液面上游动 B ．有气体生成

C ．溶液底部有银白色物质生成

D ．溶液变浑浊 答案 C

解析 钠投入到氯化镁溶液中，先与水反应生成氢氧化钠，出现与水反应的类似现象；然后氢氧化钠与氯化镁发生复分解反应生成难溶氢氧化镁，使溶液变浑浊，溶液底部不会有银白色物质生成。

题组二 铁与水蒸气的反应 4．下列说法不正确的是( C )

A ．铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁

B ．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应

C ．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气

D ．铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂 答案 C

解析 铁能在纯氧气中燃烧，也能在高温下与水蒸气反应，二者共同产物为四氧化三铁；铁与盐酸和水蒸气发生的反应都是置换反应，在反应中铁的化合价升高，铁作还原剂；铁与盐酸反应生成氯化亚铁，而不是氯化铁。

5.某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是( C )

A ．甲同学认为试管b 中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰

B ．乙同学认为试管a 中生成的黑色固体可能为四氧化三铁

C ．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应

D ．丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色 答案 C

解析 在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。甲同学认为试管b 中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰，正确；乙同学认为试管a 中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，正确；铁与水不反应，应该是水蒸气，丙同学的观点错误；丁同学认为用盐酸溶解固体生成物得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，溶液带有颜色，正确。

6．铁粉可与高温水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g ，则参加反应的铁粉的物质的量是( C ) A ．0.5 mol B ．1 mol C ．1.5 mol D ．2 mol

答案 C

解析 根据3Fe ＋4H 2O(g)=====高温

Fe 3O 4＋4H 2可知，固体增加的质量为氧元素的质量，n (Fe)＝34n (O)＝

34×

32 g

16 g·mol －1

＝1.5 mol 。

题组三 金属的置换反应及应用

7．已知钠、铁都能与水反应，下列叙述不正确的是( C ) A ．它们反应的难易程度不同 B ．它们反应的产物不完全相同

C．都需在高温条件下进行

D．反应类型都是置换反应

答案C

解析钠、铁都能与水发生置换反应，但二者反应难易程度不同，其产物不完全相同。钠在常温下与冷水剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气；铁需在高温下与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气。

8．将金属铜投入金属甲的盐溶液中，观察到铜的表面出现银白色物质；金属乙投入稀硫酸中，观察到乙的表面有气泡产生。下列关于金属甲、乙、铜活动性顺序的叙述正确的是(A)

A．乙>铜>甲B．甲>铜>乙

C．乙>甲>铜D．甲>乙>铜

答案A

解析铜置换出甲，则活泼性：铜>甲；金属乙能从酸中置换出氢，而铜则不能，活泼性：乙>铜。

9.(2017·武汉二中高一期末)将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则下列说法错误的是(A)

A．反应时，Na、Mg、Al均过量

B．x＝2.24

C．钠的物质的量为0.2 mol

D．曲线b表示Mg与盐酸的反应

答案A

解析分析图像知，等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，最后生成氢气的体积在标准状况下相同，则三种金属置换出的氢气量相等，即等物质的量的三种金属失电子的物质的量相等。若盐酸过量，等物质的量的三种金属失电子的物质的量之比是1∶2∶3，故盐酸不可能过量；反应时，Na不可能过量，如果过量会与溶剂水反应，生成的氢气量会比Mg、Al生成的氢气量多，应该是HCl和Na恰好反应完全，而Mg、Al还有剩余，A错误；由于酸不足，所以生成氢气的量为n(H2)＝0.5n(HCl)＝0.1 mol，所以标准状况下的体积为2.24 L，即x＝2.24，B正确；生成0.1 mol的氢气需0.2 mol 的钠，C正确；按照金属活动性顺序：Na>Mg>Al，可知反应速率：Na>Mg>Al，故曲线b表示Mg与盐酸的反应，D正确。

题组四物质的量在化学方程式中的应用

10．已知Fe＋S===FeS，

FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑，

2H2S＋3O2===2SO2＋2H2O，

一定量的铁粉和9 g硫粉混合加热，待其反应后再加入过量盐酸，将生成的气体完全燃烧，共收集得9 g 水，则加入的铁粉质量为(D)

A．14 g B．42 g C．56 g D．28 g

答案D

解析根据各步反应的定量关系，可列出关系式：Fe→FeS(铁守恒)→H2S(硫守恒)→H2O(氢守恒)

Fe→H2(化学方程式)→H2O(氢守恒)

推出：Fe～H2O

5618

x g9 g

56 x g＝18

9 g，x＝28，

即加入的铁粉为28 g。

11．0.3 mol氯气和足量的金属M反应，生成0.2 mol MCl n，则n等于(C)

A．1 B．2 C．3 D．4

答案C

解析根据氯原子守恒，可知0.3 mol Cl2和0.2 mol MCl n均含0.6 mol Cl。

12．将23 g钠投入到m1g足量水中得到a g溶液，将24 g镁投入到m2g足量盐酸中得到b g溶液。若m1＝m2，则a与b的关系是(C)

A．a>b B．a

C．a＝b D．无法确定

答案C

解析由于m1＝m2，所以只需比较反应后溶液增加的质量即可。用差量法可知，23 g钠投入水中放出1 g 氢气，溶液增重22 g,24 g镁投入盐酸中放出2 g氢气，溶液增重22 g，所以反应后a＝b。

13．在一定条件下，7 g炭粉与14 g氧气完全反应生成21 g氧化物，则生成物中CO与CO2的物质的量之比是(A)

A．1∶1 B．2∶1

C．2∶3 D．3∶2

答案A

解析设生成物中CO与CO2的物质的量分别为x、y，则x＋y＝7

12mol，x＋2y＝

14

16mol(或28x＋44y

＝21)，解得x＝7

24mol，y＝7

24mol。

[综合强化]

14.如图是有关钠与水反应及产物检验的实验装置。实验开始时先向管内加入滴有酚酞的水，使水位达到B端管口，然后迅速塞紧橡胶塞并拔掉大头针，此时Na掉入水中。回答下列问题：

(1)钠与水反应的化学方程式为______________________________________________。 (2)钠与水反应的现象很多，不同的现象证明不同的性质。

①能证明钠的密度比水小的现象是____________________________________________。 ②能证明钠的熔点低的现象是________________________________________________。 ③能证明有氢氧化钠生成的现象是____________________________________________。

④能证明有气体产生的现象是A 端液面________(填“上升”“下降”或“不变”，下同)，B 端液面________________________________________________________________。 答案 (1)2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑

(2)①钠浮在水面上 ②钠熔化为光亮的小球 ③溶液呈红色 ④上升 下降

解析 (1)钠与水反应生成NaOH 和H 2。(2)①钠浮在水面上，证明钠的密度比水小。②钠熔化为光亮的小球，证明钠的熔点低。③反应后溶液呈红色，证明有氢氧化钠生成。④B 端压强增大，液面下降，A 端液面上升，证明有气体生成。

15．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：

(1)A 装置的作用是_______________，烧瓶底部放碎瓷片的作用是________________。 (2)装置B 中发生反应的化学方程式是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)D 的作用是____________________________________________________________。 (4)E 中的实验现象是______________________________________________________。

(5)A 、B 两个装置中应先点燃________处的酒精(喷)灯，点燃E 处酒精灯之前应进行的操作是______________________________________。 答案 (1)产生水蒸气 防止加热时液体暴沸 (2)3Fe ＋4H 2O(g)=====高温

Fe 3O 4＋4H 2 (3)吸收未反应的水蒸气，干燥氢气

(4)黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成 (5)A 收集氢气并检验其纯度

解析 (1)B 中发生的反应是3Fe ＋4H 2O(g)=====高温

Fe 3O 4＋4H 2，故装置A 为B 中的反应提供水蒸气。

(3)D 的作用是吸收未反应的水蒸气，干燥氢气。

(4)E 中的反应为H 2＋CuO=====△

Cu ＋H 2O ，故实验现象是黑色固体变红，且玻璃管内壁上有水珠生成。 (5)应先点燃A 处的酒精灯，排除B 中的氧气，再点燃酒精喷灯。进行氢气还原氧化铜的实验前，应首先检验氢气的纯度。